1.一种基于量子干涉仪的厚度精密测量装置,包括纠缠光子源(1)、偏振分束器、反射镜组、单模光纤组,所述反射镜组包括第一反射镜(3)、第二反射镜(7)、第三反射镜(10)、第四反射镜(11)、第五反射镜(14)、第六反射镜(15),所述单模光纤组包括第一单模光纤(12)、第二单模光纤(16),所述偏振分束器包括第一偏振分束器(2)和第二偏振分束器(9),均有四个端口,其中第一偏振分束器(2)输入的光的垂直偏振分量通过第四端口输出,水平偏振分量通过第二端口输出,两输出端口分别与第一反射镜(3)和第二反射镜(7)相连接,第二反射镜(7)位于可移动的步进电机(20)上,反射回的光分别通过第一810nm四分之一波片(4)和第二810nm四分之一波片(6)均由第一偏振分束器(2)的第三端口输出,在第一偏振分束器(2)的第三端口后依次放置810nm半波片(8)、第二偏振分束器(9),入射第二偏振分束器(9)的光的水平偏振分量通过第二端口输出,垂直偏振分量通过第四端口输出,两输出端分别与第三反射镜(10)、第五反射镜(14)相连接,第三反射镜(10)连接第四反射镜(11)后与第一单模光纤(12)相连接,第五反射镜(14)连接第六反射镜(15)后与第二单模光纤(16)相连接,第一单模光纤(12)与第一单光子探测器(13)电性连接,第二单模光纤(16)与第二单光子探测器(17)电性连接,还包括样品路中第一810nm四分之一波片(4)后设置有被测样品(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于量子干涉仪的厚度精密测量装置,其特征在于,所述步进电机(20)用于实现由于被测样品引入的光程差的补偿。
3.根据权利要求1所述的一种基于量子干涉仪的厚度精密测量装置,其特征在于,还包括符合计数器(18),所述符合计数器(18)与所述第一单光子探测器(13)、第二单光子探测器(17)相连接,所述符合计数器(18)用于符合计数的测量。
4.根据权利要求3所述的一种基于量子干涉仪的厚度精密测量装置,其特征在于,还包括计算机(19),所述计算机(19)与所述符合计数器(18)电性连接,所述计算机(19)与步进电机(20)电性连接,所述计算机(19)用于控制步进电机(20)的移动、数据处理及图像的显示。
5.根据权利要求4所述的一种基于量子干涉仪的厚度精密测量装置,其特征在于,所述第二偏振分束器(9)的第二端口输出的水平偏振光耦合进并通过第二单模光纤(16)进行传输,第四端口输出的垂直偏振光耦合进并通过第一单模光纤(12)进行传输。
6.根据权利要求1所述的一种基于量子干涉仪的厚度精密测量装置,其特征在于,所述纠缠光子源(1)用于提供稳定的关联光子对输出,即存在量子关联关系的信号光子和闲频光子输出,所述纠缠光子源(1)的输出端连接第一偏振分束器(2),第一偏振分束器(2)用于将纠缠光子源(1)发出的光分成两路传输。
7.一种基于量子干涉仪的厚度精密测量装置的使用方法,基于权利要求1-6任意一项所述的一种基于量子干涉仪的厚度精密测量装置,其特征在于,包括以下步骤:S1、搭建纠缠光子源,并且调控合适的温度使得下转换光中的信号光子和闲频光子光谱简并;S2、当在纠缠光子源中不加入信号、闲频光子滤波片时,依靠纠缠光子源中发出的残余泵浦光完成空间光到单模光纤组的耦合;S3、在S2完成后,在纠缠光子源中加入信号光子、闲频光子滤波片,完成对残余泵浦光的过滤,使得纠缠光子源后续的光路中仅存在中心波长为810 nm的信号光子和闲频光子;S4、加入810nm半波片(8),以第二反射镜(7)所在的光路为标准,调节第三反射镜(10)、第四反射镜(11)、第五反射镜(14)、第六反射镜(15)使得在计算机(19)观察到的单计数及符合计数最大,且两路单光子数平分;调节第一反射镜(3)使得在计算机(19)观察到的单计数最大;S5、在计算机(19)控制步进电机(20)移动,观察到HOM干涉曲线;S6、将被测样品(5)放入第一810nm四分之一波片(4)和第一偏振分束器(2)之间,注意仅使得一半左右的光通过样品即可,样品放置于光路中时,如果只具备一个厚度,那么需要使得光仅有一半通过该样品同时另外一半经自由空间,如果是具备多个厚度的样品,则需要使光斑同时打在样品的不同厚度上,即,两个厚度的样品需要一半的光斑打在样品的一个厚度上而另一半光斑打在另一个厚度上;S7、重新进行计算机(19)控制步进电机(20)的移动,即可观察到HOM干涉曲线,它由两端的两个HOM凹陷以及中间的一个凸起/凹陷组成;S8、重复S7数次,得到多次重复测量数据,对数据进行处理得到样品厚度信息。